中国科学家造出“超级铜箔”,有望使手机芯片更精密、久用不发烫

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手机快充没多久,背面就热得烫手?


近日,中国科学院金属研究所卢磊研究员团队在序构金属领域取得关键突破,研发出兼具超高强度、高导电率与高热稳定性的新型铜箔,打破了长期以来强度、导电、耐热三者难以兼顾的“不可能三角”,为高端铜箔制造提供了全新技术路线。

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电流通过电阻时会产生热量,充电功率越大,电子设备自然越容易发烫。但很多人不知道,充电发热的“幕后推手”,是电子设备中不起眼的铜箔。


传统铜箔往往越结实耐用,导电就变差;想要耐高温,性能又会下降。无法满足当今AI时代算力与高端新能源领域制造的严苛需求。科研团队创新性地采用梯度序构微观设计,在10微米厚、纯度为99.91%的铜箔中,构建出平均3纳米的高密度纳米畴,并沿厚度形成周期梯度分布,从结构上破解了性能矛盾。

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强度飙升:普通工业铜箔抗拉强度大约在300–600兆帕,新研发的“超级铜箔”抗拉强度能达到900兆帕,比常规铜箔强了大约两倍。


导电无损:“超级铜箔”不仅强度大幅提升,导电率依然高达高纯铜的90%。和强度相当的传统铜合金比,它的导电能力足足高出约两倍,真正做到了又强又导电,二者兼得。


热稳定性出色:很多高强材料放上几天性能就会衰退,而“超级铜箔”在普通环境下放置6个月,性能丝毫不减,可适合长期使用的电子产品、电池等场景。


“超级铜箔”是如何炼成的?


科学家在制造铜箔时,往电镀液里加了一点特制的“调料”:一种微量有机添加剂。于是,铜箔内部自己长出了很多3纳米大小的“微型锁扣”。这些微型锁扣就像无数根微观世界的钉子,死死卡住铜晶体颗粒之间的缝隙,强度自然大大提升。微型锁扣和周围的铜结合得天衣无缝,电子跑过去几乎感觉不到任何障碍,所以导电性能几乎没有损失。

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未来,“超级铜箔”有望使手机芯片做得更精密、长时间使用不容易发烫;新能源车锂电池也有望做得更薄、更安全、大电流充电损耗会更低。更关键的是,该技术具备规模化应用潜力,不仅为高端铜箔制造提供全新技术路线,更对我国电子信息与新能源产业自主可控具有重要意义。



来源:央视新闻客户端(记者 帅俊全 褚尔嘉 董良言 胡启晨)